УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ И ФИКСИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F16B17/00 G04B1/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе для сборки детали, изготовленной из материала, не обладающего пластической деформацией (т.е. имеющего очень ограниченную пластическую деформацию), с элементом, содержащим материал другого типа.

Уровень техники

Существующие узлы, включающие в себя детали на основе кремния, обычно скрепляются путем склеивания. Подобная операция требует исключительно точного нанесения, что делает ее дорогостоящей.

В патентном документе EP 1850193 раскрывается первая деталь на основе кремния, которая устанавливается на металлический шпиндель с использованием промежуточной металлической детали. Между тем, предлагаемые в данном документе варианты формы кремниевой детали не вполне приемлемы и либо приводят к ее разлому во время сборки, либо не позволяют достаточно прочно скреплять детали друг с другом.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в устранении всех или части вышеуказанных недостатков за счет использования бесклеевого узла, позволяющего крепить деталь, изготовленную из материала, не обладающего пластической деформацией, к элементу, содержащему пластичный материал, такой как, например, металл или металлический сплав.

Изобретение, следовательно, относится к системе для монтажа элемента, изготовленного из первого материала, в проеме детали, изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточного части, изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью, отличающейся тем, что промежуточная часть выполнена с возможностью упирания в заплечик детали и поперечного упругого фиксирования при помощи по меньшей мере одного упругого фиксирующего средства детали с целью скрепления блока, состоящего из элемента, промежуточной части и детали.

Подобная компоновка преимущественно позволяет скреплять блок, состоящий из детали, промежуточной части и элемента, без склеивания, к обычному, прецизионному элементу, предотвращая при этом воздействие на деталь разрушительных нагрузок, даже если она изготовлена, например из кремния.

По другим предпочтительным признакам изобретения:

- каждое упругое фиксирующее средство включает в себя консольный рычаг основания, неразъемно соединенный с заплечиком детали;

- по первому варианту осуществления рычаг каждого упругого фиксирующего средства включает в себя планку, упруго изгибаемую промежуточной частью, планка образует отверстие, которое взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внешнем диаметре промежуточной части, для крепления промежуточной части к детали;

- на свободном конце каждого рычага образовано отверстие, обращенное в сторону другого основания и образующее паз, взаимодействующий с носиком, образующим шип, выполненным на внешнем диаметре промежуточной части;

- отверстие образовано выемкой в каждом рычаге, образующей паз, взаимодействующей с носиком, образующим шип, выполненным на внешнем диаметре промежуточной части;

- по второму варианту осуществления рычаг каждого упругого фиксирующего средства включает в себя планку, упруго изгибаемую промежуточной частью, планка образует носик, который взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внешнем диаметре промежуточной части, для крепления промежуточной части к детали;

- носик образован свободным концом каждого рычага, образующим шип, взаимодействующий с пазовой выемкой, выполненной на внешнем диаметре промежуточного участка;

- носик образован выступом на каждом рычаге, образующим шип, взаимодействующий с пазовой выемкой, выполненной на внешнем диаметре промежуточного участка;

- деталь включает в себя три упругих фиксирующих средства;

- промежуточная часть включает в себя по меньшей мере один выступ, позволяющий устанавливать элемент в промежуточной части;

- у элемента имеется шпиндель с отходящим от него заплечиком для аксиального фиксирования детали и промежуточной части с элементом;

- максимальная ширина сечения проема в детали составляет от 0,2 мм до 2 мм;

- сечение проема в детали имеет круговую, многоугольную или асимметричную форму;

- второй материал может быть материалом на основе кремния;

- третий материал изготовлен из металла или сплава на основе металла.

Изобретение также относится к хронометру, характеризующемуся тем, что он включает в себя по меньшей мере одну сборную систему по любому из предыдущих вариантов, деталь, не обладающая пластичной деформацией, может быть колесиком, анкерной вилкой или пружиной баланса.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества станут очевидны из последующего описания, предлагаемого исключительно в качестве иллюстративного, неограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

- на фиг.1 показано изображение в разобранном виде сборной системы по изобретению;

- на фиг.2 показан вид в перспективе собранной системы по изобретению;

- на фиг.3 и 4 показаны виды частично в перспективе детали по изобретению;

- на фиг.5 показан частичный, схематический вид механизма хронометра, включающего в себя три сборные системы по изобретению;

- на фиг.6 показан частичный, схематический вид пружины баланса хронометра, включающего в себя одну из сборных систем по изобретению.

Осуществление изобретения

Как отмечалось выше, изобретение относится к сборной системе, предназначенной для крепления хрупкого материала, т.е. который не обладает пластической деформацией (т.е. имеет очень ограниченную пластическую деформацию), такого как материал на основе кремния, к пластичному материалу, такому как металл или металлический сплав.

Сборная система предназначена для использования в часовой отрасли. Между тем, возможно также ее использование в других областях, в частности в аэронавтике, ювелирной или автомобильной отраслях или в столовой посуде.

Потребность в подобном узле обусловлена тем, что в часовой отрасли все большее значение приобретают хрупкие материалы, например материалы на основе кремния, такие как кварц, кристаллический кремний, нитрид кремния, карбид кремния или оксид кремния, материалы на основе корунда или материалы, в целом, на основе керамики. Например, возможно изготавливать пружину баланса, баланс, паллеты, мосты или даже колесные пары, такие как анкерные колеса, полностью или частично на основе хрупких материалов.

Однако, даже использование традиционных стальных шпинделей, производство которых хорошо освоено, имеет определенные ограничения при сочетании с деталями, не имеющими пластической деформации, с которыми трудно смириться. На самом деле, при проведении испытаний не удалось использовать стальные шпиндели совместно с хрупкими деталями, не обладающими пластической деформацией, которые систематически разламывались. Например, стало очевидно, что сдвиговая деформация, возникающая при входе металлического шпинделя в отверстие кремниевого компонента, систематически приводила к разлому компонента.

Изобретение относится к системе 1, позволяющей устанавливать элемент 3, изготовленный из первого материала, в проеме 4 детали 5, изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части 7, изготовленной из третьего материала, помещаемой между элементом 3 и деталью 5.

Согласно изобретению промежуточная часть 7 прижимается к заплечику 11 детали 5 и поперечно упруго фиксируется по меньшей мере одним упругим фиксирующим средством 15 для скрепления блока, состоящего из элемента 3, промежуточного участка 7 и детали 5.

Как показано на фиг.1, промежуточная часть 7, в целом, имеет кольцевую форму. Промежуточная часть 7 включает в себя, со стороны ее внутреннего диаметра, по меньшей мере один выступ 12, позволяющий устанавливать элемент 3 в промежуточной части 7. Кроме этого, промежуточная часть 7 включает в себя, со стороны ее внешнего диаметра, по меньшей мере один носик 2 (три носика 2 на фиг.1) для упругого фиксирующего средства 15, взаимодействующий с отверстием 8 (рассмотренным выше) детали 5. Наконец, каждый шип 12 предпочтительно расположен на том же радиусе, что и носик 2 относительно, в целом, кольцевой поверхности.

На фиг.1 показан элемент 3 по изобретению. Элемент 2 включает в себя шпиндель 9 с отходящим от него заплечиком 10 для аксиального фиксирования детали 5 и промежуточной части 7 с элементом 3. Сечение шпинделя 9 предпочтительно меньше сечения проема 4, для того чтобы деталь 5 могла скользить на нем без фрикционной посадки.

Как показано на фиг.1-4, деталь 5, изготовленная из второго материала, не обладающего пластической деформацией, имеет кольцевую форму с выступом 6. Однако, как показано на фиг.5 и 6, поясняющих сборную систему 1, подобную форму имеет лишь один участок детали 5. Как показано на фиг.1-4, деталь 5 имеет, по существу, кольцевой проем 4. Максимальная ширина сечения проема 4 в детали 5 предпочтительно составляет от 0,2 мм до 2 мм.

Согласно изобретению предпочтительно упругое фиксирующее средство 15, принимающее носик 2 промежуточной части 7, включает в себя консольный рычаг 17 с основанием 19, неразъемно соединенным с заплечиком 11 детали 5. Как показано, в частности, на фиг.3 и 4, деталь 5 предпочтительно включает в себя три упругих фиксирующих средства 15.

На представленных чертежах также показано, что рычаги 17, основания 19 и выступ 6 проходят на полную высоту детали 5, тогда как заплечик 11 проходит лишь на часть ее высоты и образует проем 4. Кроме этого, каждый рычаг 17 включает в себя свободный конец 16, обращенный в сторону основания 19, образуя отверстие 8, форма которого предпочтительно соответствует форме носика 2 промежуточной детали 7.

В примере по фиг.1-4 каждое отверстие 8 образовано одним свободным концом 16 и одним основанием 19. Разумеется, отверстие 8 также может быть образовано лишь одной только выемкой на одном свободном конце 16 или даже выемкой, образованной в другой части рычага 17.

В примере по фиг.2, где в собранном состоянии показаны три упругих фиксирующих средства 15, рычаг 17 каждого упругого фиксирующего средства 15 является планкой, упруго изгибаемой промежуточной частью 7, чей свободный конец 16 взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы на внешнем диаметре промежуточной части 7 для крепления промежуточной части 7 к детали 5.

На самом деле, вначале промежуточная часть 7 устанавливается с люфтом, частично закрывая деталь 5, в частности, к заплечику 11, т.е. промежуточная часть 7 устанавливается в деталь 5 без фрикционной посадки. Предпочтительно каждый носик 2 промежуточной части 7 размещается так, чтобы он был направлен в сторону отверстия 8 в детали 5.

Затем, на втором этапе элемент 3 перемещается к выступам 12 промежуточной части 7. Во время данного второго этапа шпиндель 9 элемента 3, проходя, толкает поперечно указанный по меньшей мере один выступ 12, а также каждый носик 2, находящийся на этом же радиусе. Каждый носик 2, таким образом, перемещается ближе к отверстию 8, образованному между свободным концом 16 и основанием 19, а затем выталкивает и фиксирует свободный конец каждого соответствующего рычага 17, т.е. скрепляет блок, состоящий из элемента 3, промежуточной части 7 и детали 5. Поскольку рычаги 17 являются консольными, очевидно, что фиксирование является упругим за счет поперечного смещения рычагов 17.

Из примера по фиг.2, таким образом, отчетливо видно, что каждое упругое фиксирующее средство 15 включает в себя свободный конец 16, образующий паз, который взаимодействует с носиком 2, образующим шип, расположенным на внешнем диаметре промежуточной части 7. Разумеется, допустимы другие формы и/или типы соединения и/или обратного соединения и/или альтернативных других соединений, дающие такой же технический эффект. Например, одно из упругих фиксирующих средств 15, в отличие от других, может включать в себя шип, образованный на свободном конце рычага, который взаимодействует с пазом, образованным на внешнем диаметре промежуточной части.

Поэтому, в конечном счете, после приведения в действие трех упругих фиксирующих средств 15, элемент 3, промежуточная часть 7 и деталь 5 образуют неразъемный блок.

На фиг.5 и 6 показано типовое применение в часовой области. На фиг.5, например, анкерная вилка 25 включает в себя две сборные системы 21, 41 по изобретению, соответственно предназначенные для крепления копья 23 и оси 43 качения к рычагу 45.

Как показано на фиг.5, каждая сборная система 21, 41 включает в себя промежуточную часть 27, 47, взаимодействующую с копьем 23 или осью 43 и рычагом 45 анкерной вилки 25. Таким образом, понятно, что каждая сборная система 21, 41 достаточно эффективно предотвращает возникновение относительных колебаний между ее компонентами.

Анкерное колесо и, в частности, колесо 65 включает в себя, например, сборную систему 61, предназначенную для крепления оси качения 63 к колесу 65. Как показано на фиг.6, сборная система 61 включает в себя промежуточную часть 67, взаимодействующую с осью 63 и колесом 65.

Таким образом, совершенно очевидно, что типовая сборная система 61 может использоваться с колесными парами любого типа. Кроме этого, ось 63 может содержать неразъемное малое зубчатое колесо, образующее полную колесную пару.

Как показано на фиг.6, пружина 85 баланса может быть прикреплена к оси 83 баланса при помощи сборной системы 81 по изобретению. Для этого промежуточная часть 87 устанавливается в муфту 88 пружины аналогично тому, как это было рассмотрено выше. Муфта 88 пружины включает в себя выступ 86, формирующий витки пружины.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничено изображенным примером и допускает различные вариации и изменения, очевидные специалистам в данной области техники. В частности, сечение проема 4 в детали 5 никоим образом не ограничено круговой формой. Поэтому допустимы иные формы, например многоугольная или асимметричная.

Изобретение относится к часовой отрасли, а именно к системе для сборки детали, изготовленной из материала, не обладающего пластической деформацией с элементом, содержащим материал другого типа, и направлено на повышение надежности соединения таких деталей. Система для монтажа элемента, изготовленного из первого материала, в проеме детали, изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части, изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью, при этом промежуточная часть выполнена с возможностью упирания в заплечик детали и ее поперечного упругого фиксирования при помощи по меньшей мере одного упругого фиксирующего средства с целью скрепления блока, состоящего из элемента, промежуточной части и детали, при этом каждое упругое фиксирующее средство включает в себя консольный рычаг с основанием, неразъемно соединенным с заплечиком детали. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система (1, 21, 41, 61, 81) для монтажа элемента (3, 23, 43, 63, 83), изготовленного из первого материала, в проеме (4) детали (5, 25, 65, 85), изготовленной из второго материала, не обладающего пластической деформацией, с использованием промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), изготовленной из третьего материала, помещаемой между указанным элементом и указанной деталью, отличающаяся тем, что промежуточная часть (7, 27, 47, 67, 87) выполнена с возможностью упирания в заплечик (11) детали (5, 25, 65, 85) и ее поперечного упругого фиксирования при помощи по меньшей мере одного упругого фиксирующего средства (15) с целью скрепления блока, состоящего из элемента (3, 23, 43, 63, 83), промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) и детали (5, 25, 65, 85), при этом каждое упругое фиксирующее средство (15) включает в себя консольный рычаг (17) с основанием (19), неразъемно соединенным с заплечиком (11) детали (5, 25, 65, 85).

2. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что рычаг (17) каждого упругого фиксирующего средства (15) включает в себя планку, упруго изгибаемую промежуточной частью (7, 27, 47, 67, 87), при этом планка образует отверстие (8), которое взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованном на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), для крепления промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) к детали (5, 25, 65, 85).

3. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 2, отличающаяся тем, что отверстие (8) образовано свободным концом (16) каждого рычага (17), обращенным в сторону другого основания (19) и образующим паз, взаимодействующий с носиком (2), образующим шип, расположенным на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

4. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 2, отличающаяся тем, что отверстие (8) образовано выемкой в каждом рычаге (17), образующей паз, взаимодействующий с носиком (2), образующим шип, расположенным на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

5. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что рычаг (17) каждого упругого фиксирующего средства (15) включает в себя планку, упруго изгибаемую промежуточной частью (7, 27, 47, 67, 87), при этом планка образует носик, который взаимодействует с участком соответствующей геометрической формы, образованным на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87), для крепления промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) к детали (5, 25, 65, 85).

6. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 5, отличающаяся тем, что носик образован свободным концом (16) каждого рычага (17), образующим шип, взаимодействующий с пазовой выемкой, расположенной на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

7. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 5, отличающаяся тем, что носик образован выступом каждого рычага (17), образующим шип, взаимодействующий с пазовой выемкой, расположенной на внешнем диаметре промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

8. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что указанная деталь (5, 25, 65, 85) включает в себя три упругих фиксирующих средства (15).

9. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточная часть (7, 27, 47, 67, 87) включает в себя по меньшей мере один выступ (12), позволяющий устанавливать элемент (3, 23, 43, 63, 83) в промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87).

10. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что элемент (3, 23, 43, 63, 83) включает в себя шпиндель (9) с отходящим от него заплечиком (10) для аксиального скрепления детали (5, 25, 65, 85) и промежуточной части (7, 27, 47, 67, 87) с элементом (3, 23, 43, 63, 83).

11. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что максимальная ширина сечения проема (4) в детали (5, 25, 65, 85) составляет от 0,2 мм до 2 мм.

12. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что проем (4) в детали (5, 25, 65, 85) имеет круговое сечение.

13. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что проем (4) в детали (5, 25, 65, 85) имеет сечение многоугольной или асимметричной формы.

14. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что второй материал изготовлен на основе кремния.

15. Система (1, 21, 41, 61, 81) по п. 1, отличающаяся тем, что третий материал изготовлен из металла или из сплава на основе металла.

16. Хронометр, характеризующийся тем, что он включает в себя по меньшей мере одну сборную систему (1, 21, 41, 61, 81) по любому из пп. 1-15.

17. Хронометр по п. 16, отличающийся тем, что деталь, не обладающая пластической деформацией, является колесиком (65), анкерной вилкой (25) или пружиной (85) баланса.